Электрические цепи переменного тока презентация

1. Что называют электрическим током?
2. Какой ток называют постоянным?
3. В чём заключается явление электромагнитной индукции?
4. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

Переменным называется ток(или напряжение), периодически изменяющий своё направление и величину.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1.Экономичность производства, передачи и распределения.
2.Возможность преобразования напряжения (на переменном токе работают трансформаторы).
3.Самыми простыми и надёжными являются двигатели переменного тока.
4.Переменный ток – основа работы радиотехнических устройств.

ТУРБОГЕНЕРАТОР

ГИДРОГЕНЕРАТОР

КАМГЭС
https://zavodfoto.livejournal.com/2795924.html

ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Источниками переменного тока промышленной частоты(50Гц) служат генераторы
При вращении ротора, магнитный поток, образованный его обмоткой пересекает проводники статора и наводит в них ЭДС.
В зависимости от положения витка относительно полюсов меняется направление индуцированной ЭДС.(По правилу правой руки)

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Im, Um, Em- амплитуда тока, напряжения, ЭДС, (т.е. наибольшее значение)
i,u,e-мгновенные (т.е. в данный момент времени) значения тока, напряжения, ЭДС

-начальная фаза переменного тока
(радианы или градусы)

ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Графическая
Тригонометрическая
Векторная диаграмма

ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
i=Im●sin(ωt+αi)
-мгновенное значение тока
u=Um●sin(ωt+αu)
-мгновенное значение напряжения
e=Em●sin(ωt+αe)
-мгновенное значение ЭДС

ВЕКТОРНАЯ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
Графически синусоидальные величины изображаются в виде вращающегося вектора Предполагается вращение против часовой стрелки с частотой вращения ω.
Величина вектора в заданном масштабе представляет амплитудное значение.
Использование векторных диаграмм позволяет существенно упросить анализ цепей переменного тока, сделать его простым и наглядным.

ЗАДАЧИ
Построить в одной системе координат графики мгновенных значений переменного тока частотой 50Гц, амплитуда первого 1А, второго 3А, третьего 5А.
Построить в одной системе координат графики мгновенных значений переменного тока частотой 25Гц, 50Гц,100Гц, амплитуда 3А.

ЗАДАЧИ
1.Чему равна начальная фаза переменного тока, если в первый момент времени мгновенное значение составляет 0,1 А, а амплитудное значение 0,8 А?
2. Период переменного тока составляет 2 мс, а начальная фаза равна 600. Определить моменты времени, в которые ток принимает амплитудные значения.

1.ТОК , КОТОРЫЙ МЕНЯЕТ СВОЮ ВЕЛИЧИНУ И НАПРАВЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИ…
а)импульсный
б)постоянный
в)переменный

2.ЧИСЛО ПЕРИОДОВ В СЕКУНДУ…
а)амплитуда
б)частота
в)циклическая частота

3.МАКСИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ
а)период
б)частота
в)амплитуда

4.НАИМЕНЬШИЙ ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, ПО ИСТЕЧЕНИЕ КОТОРОГО, ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПОВТОРЯЕТСЯ…
а)амплитуда
б)период
в)частота

5.ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПРЕОБРАЗУЮЩАЯ МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ…
а)генератор
б)трансформатор
в)двигатель

6. НАПРАВЛЕНИЕ ВЕКТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ В ПРОВОДНИКЕ С ТОКОМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПРАВИЛОМ…
а)правилом буравчика
б)правилом правой руки
в)правилом левой руки

7.ПРОМЫШЛЕННАЯ ЧАСТОТА ТОКА В РОССИИ…
а)50Гц
б)60Гц
в)100Гц

8.ПЕРИОД КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОБОЗНАЧАЕТСЯ…
а)T
б)f
в)Im

9.АМПЛИТУДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА…
а)T
б)f
в)Im

10.ЧАСТОТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОБОЗНАЧАЕТСЯ…
а)T
б)f
в)Im

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ
1в, 2б, 3в, 4б, 5а, 6а, 7а, 8а,
9в,10б.
Критерии оценок
10 – «5» баллов
8,9- «4» балла
7- «3» балла
6 и менее- «2» балла

ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ
За основу для измерения переменного тока положено сравнение его теплового действия с тепловым действием постоянного тока. Такая сила тока называется действующим значением
U=Um/√2
I=Im/√2
E=Em/√2

НАПРИМЕР, ЕСЛИ ИЗМЕРЯЕМЫЙ ТОК, ПЕРИОДИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЯСЬ, НАГРЕВАЕТ НЕКОТОРОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТАК, КАК ЕГО НАГРЕЛ БЫ ПОСТОЯННЫЙ ТОК В 5 А, СЛЕДОВАТЕЛЬНО
ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5А

ЦЕПЬ, СОДЕРЖАЩАЯ АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Закон Ома
I=U/r

Следовательно,
если внешняя цепь содержит лишь активное сопротивление, то напряжение, приложенное к этой цепи, и ток, проходящий в ней, совпадают по фазе.

ЦЕПЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ
I=U/XL

Следовательно,
через индуктивность проходит переменный ток
и отстает по фазе от приложенного напряжения на четверть периода
(?/2 = 90°).

Векторная диаграмма показывает, что
в цепи с индуктивностью без
активного сопротивления
напряжение, приложенное
к этой цепи, опережает
ток по фазе на угол
φ1 = 90°,
причем ток также
опережает эдс самоиндукции
по фазе на угол
φ2 = 90°.

ЦЕПЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ЁМКОСТЬ
Закон Ома
I=U●2?fC,
где Xc=1/2?fC –емкостное сопротивление
I=U/Xc

Следовательно,
через емкость проходит переменный ток
и опережает по фазе приложенное напряжение на четверть периода
(?/2 = 90°).

ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Цепь содержит: активное, индуктивное и емкостное сопротивления
Z =√R2+(XL-Xc)2
Z -полное сопротивление цепи

ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНАЯ НАГРУЗКА

Задача 1. Электрическая цепь, показанная на рис. 6.8, питается от источника синусоидального тока с частотой 200 Гц и напряжением 120 В. Дано: R = 4 Ом, L = 6,37 мГн, C = 159 мкФ.
Вычислить ток в цепи, напряжения на всех участках, активную, реактивную, и полную мощности. Построить векторную диаграмму, треугольники сопротивлений и мощностей.

АНАЛИЗ И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 1
1. Вычисление сопротивлений участков и всей цепи
Индуктивное реактивное сопротивление
XL = 2πf L = 2×3,14×200×6,37·10-3 Ом.
Емкостное реактивное сопротивление
XC = 1 / (2πf C) = 1 / (2×3,14×200×159·10-6) Ом.
Реактивное и полное сопротивления всей цепи:
X = XL - XC = 3 Ом;

2. Вычисление тока и напряжений на участках цепи
Ток в цепи
I = U / Z = 120 / 5 А.
Напряжения на участках:
U1 = R I = 96 В; U2 = XL I = 192 В; U3 = XC I = 120 В.

3. Вычисление мощностей
Активная мощность
P = R I2 = U1 I = 2304 Вт.
Реактивные мощности:
QL = XL I2 = U2 I = 4608 ВАр; QC = XC I2 = U3 I = 2880 ВАр.
Полная мощность цепи

Резонанс напряжений
В неразветвленной цепи R-L-C при равенстве реактивных сопротивлений XL=XC наступает резонанс напряжений.
Полное сопротивление принимает минимальное значение, равное активному сопротивлению: Z = R.
Падения напряжений UL и UC находятся в противофазе. При резонансе UL=UC равны между собой и приобретают максимальное значение. Ток в цепи имеет наибольшее значение I=U/R и совпадает по фазе с напряжением, то есть φ=0 и коэффициент мощности cos φ=1.

ЗАДАЧА

ЗАДАЧИ

ЗАДАЧИ:
Чему равно амплитудное значение силы тока в цепи, если амперметр показывает 5А.
К промышленной цепи переменного тока напряжением 220В подключен электродвигатель (активно-индуктивная нагрузка). Активное сопротивление 10 ОМ. Найти полное сопротивление нагрузки и её индуктивность, если действующее значение тока 10А.

ЗАДАЧА
К промышленной цепи переменного тока напряжением 380В подключена активно-емкостная нагрузка. Активное сопротивление 15 ОМ. Найти полное сопротивление нагрузки и её ёмкость, если действующее значение тока 16А.

1. ЗА ОСНОВУ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИНЯТО СРАВНЕНИЕ ЕГО …
а)химического действия
б)намагничивающего действия
в)теплового действия

2.АМПЛИТУДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПО СРАВНЕНИЮ С ДЕЙСТВУЮЩИМ…
а)больше в √2раз
б)меньше в √2раз
в)равно √2

3.ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ СОВПАДАЮТ ПО ФАЗЕ НА …
а)на активном сопротивлении
б)на индуктивном сопротивлении
в) на емкостном сопротивлении

4.ИНДУКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ…
а) Xc=1/2?fC
б) Z=√r2+(xl-xc)2
в) ХL =2?fL

5.ЕМКОСТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ…
а) Xc=1/2?fC
б) Z=√r2+(xl-xc)2
в) ХL =2?fL

6. ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ…
а) Xc=1/2?fC
б) Z=√r2+(xl-xc)2
в) ХL =2?fL

7.ТОК ОПЕРЕЖАЕТ НАПРЯЖЕНИЕ…
а) на активном сопротивлении
б) на индуктивном сопротивлении
в) на емкостном сопротивлении

8.ТОК ОТСТАЕТ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ…
а) на активном сопротивлении
б) на индуктивном сопротивлении
в) на емкостном сопротивлении

9.ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ…
а) Гн (Генри)
б) Гц (Герц)
в) Ф (Фарада)

10.ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ…
а) Гн(Генри)
б) Гц(Герц)
в) Ф (Фарада)

ЭТАЛОН ОТВЕТОВ
1в, 2а, 3а, 4в, 5а, 6в,7в, 8б, 9а, 10в